農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件

農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測(cè)的幾種方法介紹

1農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024Contents

目錄近紅外光譜分析技術(shù)電子鼻技術(shù)機(jī)器視覺技術(shù)核磁共振和聲震動(dòng)技術(shù)41232農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024近紅外光譜分析技術(shù)紅外計(jì)算技術(shù)的發(fā)展Norris對(duì)谷物分析是采用單波長線性回歸或多波長多元線性回歸的方法得到定量結(jié)果Kowalski教授開始化學(xué)計(jì)量學(xué)的研究賦予了近紅外技術(shù)新的發(fā)展點(diǎn)非線性校正在光譜分析中的應(yīng)用逐漸增多50年代70年代90年代3農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024近紅外光譜分析技術(shù)近紅外光譜分析技術(shù)的原理

近紅外光譜分析技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展以及化學(xué)計(jì)量學(xué)方法研究的日益深入而發(fā)展起來的，近紅外光NIR(NearInfrared)是介于可見光譜區(qū)和中紅外光譜區(qū)之間的電磁波,其波長范圍約為780-2526nm,有機(jī)物以及部分無機(jī)物分子中化學(xué)鍵結(jié)合的各種基團(tuán)(如C-C,N-C,O-C,O-H,N-H)的運(yùn)動(dòng)(伸縮、振動(dòng)、彎曲等)都有它固定的振動(dòng)頻率。當(dāng)分子受到紅外線照射時(shí),被激發(fā)產(chǎn)生共振,同時(shí)光的能量一部分被吸收,測(cè)量其吸收光,可以得到極為復(fù)雜的圖譜。這種圖譜就表示被測(cè)物質(zhì)的特征。不同物質(zhì)在近紅外區(qū)域有豐富的吸收光譜,每種成分都有特定的吸收特征,這為近紅外光譜定量分析提供了基礎(chǔ)。4農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024近紅外光譜學(xué)中化學(xué)計(jì)量學(xué)的內(nèi)容5農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024近紅外光譜分析技術(shù)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，近紅外光譜法可以不經(jīng)過樣品分離,直接由近紅外光譜測(cè)定出其中的多種成分含量,省去了化學(xué)分析方法中的稱量、定容等繁瑣步驟,具有速度快、效率高、成本低、重現(xiàn)性好、方便等特點(diǎn)。

可以同時(shí)測(cè)定同一樣品的多個(gè)不同組分含量,而水果的許多品質(zhì)指標(biāo)，如農(nóng)藥殘留，糖度、酸度、堅(jiān)實(shí)度，以及蔬菜的病變、維生素等物質(zhì)含量，恰恰需要無損檢測(cè)因此近幾年來,利用近紅外光譜分析技術(shù)進(jìn)行果品品質(zhì)的研究正在形成一個(gè)新的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。6農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024電子鼻技術(shù)什么是電子鼻？電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)圖案來識(shí)別氣味的電子系統(tǒng)，它可以在幾小時(shí)、幾天甚至數(shù)月的時(shí)間內(nèi)連續(xù)地、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)特定位置的氣味狀況。電子鼻組成電子鼻主要由氣味取樣操作器、氣體傳感器陣列和信號(hào)處理系統(tǒng)三種功能器件組成。7農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024電子鼻的工作原理電子鼻識(shí)別的主要機(jī)理是在陣列中的每個(gè)傳感器對(duì)被測(cè)氣體都有不同的靈敏度，例如，一號(hào)氣體可在某個(gè)傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng)，而對(duì)其他傳感器則是低響應(yīng)；同樣，二號(hào)氣體產(chǎn)生高響應(yīng)的傳感器對(duì)一號(hào)氣體則不敏感，歸根結(jié)底，整個(gè)傳感器陣列對(duì)不同氣體的響應(yīng)圖案是不同的，正是這種區(qū)別，才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應(yīng)圖案來識(shí)別氣體。8農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024傳感器陣列數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳感器陣列的模擬輸出經(jīng)Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別系統(tǒng)被測(cè)嗅覺的強(qiáng)度既可用每個(gè)傳感器的輸出的絕對(duì)電壓、電阻或電導(dǎo)來表示,也可用相對(duì)信號(hào)值如歸一化的電阻或電導(dǎo)值,即它們的變化率來比較嗅味的性質(zhì)。

傳感器陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)9農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024在電子鼻系統(tǒng)的研究中,目前十分引人關(guān)注的3個(gè)方面:電子鼻技術(shù)的研究現(xiàn)狀研究對(duì)微量氣體分子瞬時(shí)敏感的檢測(cè)器,以得到與氣體化學(xué)成分相對(duì)應(yīng)的信號(hào)研究對(duì)檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別與分類的數(shù)據(jù)處理器,以便將有用信號(hào)與噪聲加以分離研究將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為感官評(píng)定指標(biāo)的智能解釋器,以得到與人的感官感受相符的結(jié)果10農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024電子鼻技術(shù)的應(yīng)用前景電子鼻具有便攜及實(shí)時(shí)、在線、原位分析等特點(diǎn),可用于氣味鑒別、復(fù)雜環(huán)境下氣體濃度鑒別和可燃?xì)怏w、有機(jī)揮發(fā)物或有毒氣體的鑒別,具有廣泛的應(yīng)用前景。電子鼻技術(shù)的長處在于對(duì)氣體進(jìn)行定性分析。近20年來，電子鼻研究取得了長足進(jìn)展。盡管受敏感膜材料、制造工藝、數(shù)據(jù)處理方法等方面的限制，電子鼻的檢測(cè)與識(shí)別范圍與人們的期望還存在距離，但是，將之應(yīng)用于食品、化妝品、香料香精等輕工業(yè)品香氣質(zhì)量評(píng)定的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟了。

11農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024機(jī)器視覺技術(shù)機(jī)器視覺就是是指用攝影機(jī)和電腦代替人眼對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量等，并進(jìn)一步做圖形處理，用電腦處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測(cè)的圖像。12農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024機(jī)器視覺的工作原理

機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。13農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024機(jī)器視覺的關(guān)鍵性技術(shù)（1）光照照明技術(shù)（2）光學(xué)鏡頭（3）CCD攝像機(jī)（4）圖像采集卡（5）視覺傳感器14農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024機(jī)器視覺系統(tǒng)的工作原理15農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用第一是定位功能，能夠自動(dòng)判斷感興趣的物體、產(chǎn)品在什么位置，并將位置信息通過一定的通訊協(xié)議輸出，此功能多用于全自動(dòng)裝配和生產(chǎn)，如自動(dòng)組裝、自動(dòng)焊接、自動(dòng)包裝、自動(dòng)灌裝、自動(dòng)噴涂，多配合自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（機(jī)械手、焊槍、噴嘴等）。第二是測(cè)量功能，也就是能夠自動(dòng)測(cè)量產(chǎn)品的外觀尺寸，比如外形輪廓、孔徑、高度、面積測(cè)量等。第三是缺陷檢測(cè)功能，這是視覺系統(tǒng)用的最多的一項(xiàng)功能，它可以檢測(cè)產(chǎn)品表面的相關(guān)信息，如：包裝正誤，包裝是否正確、印刷有無錯(cuò)誤、表面有無刮傷或顆粒、破損、有無油污、灰塵、塑料件有無穿孔、雨霧注塑不良等。16農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)方面的趨勢(shì)是數(shù)字化、實(shí)時(shí)化、智能化基于嵌入式的產(chǎn)品將取代板卡式產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)下降，市場(chǎng)份額迅速擴(kuò)大17農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024核磁共振技術(shù)核磁共振是處于靜磁場(chǎng)中的原子核在另一交變磁場(chǎng)作用下發(fā)生的物理現(xiàn)象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現(xiàn)象獲取分子結(jié)構(gòu)、人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。并不是是所有原子核都能產(chǎn)生這種現(xiàn)象，原子核能產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象是因?yàn)榫哂泻俗孕?。原子核自旋產(chǎn)生磁矩，當(dāng)核磁矩處于靜止外磁場(chǎng)中時(shí)產(chǎn)生核進(jìn)動(dòng)和能級(jí)分裂。在交變磁場(chǎng)作用下，自旋核會(huì)吸收特定頻率的電磁波，從較低的能級(jí)躍遷到較高能級(jí)。18農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024核磁共振發(fā)展歷史1946年，哈佛大學(xué)珀賽爾(E.M.Purcell)用吸收發(fā)首次觀測(cè)到石蠟中質(zhì)子的核磁共振（NMR），幾乎同時(shí)美國斯坦福大學(xué)布洛赫(F.Block)用感應(yīng)法發(fā)現(xiàn)液態(tài)水的核磁共振現(xiàn)象。為此，他們分享拉1952年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。早期的核磁共振主要采取連續(xù)波技術(shù)，靈敏度較低，1966年發(fā)展起來的脈沖傅立葉變換核磁共振技術(shù)，使信號(hào)采集由頻域變?yōu)闀r(shí)域，大大提高拉檢測(cè)靈敏度，使研究底自然豐度的核成為現(xiàn)實(shí)。1971年，琴納（E。JEENER）提出拉具有兩個(gè)獨(dú)立時(shí)間變量的二維核磁共振概念。隨后，1971年，恩斯特（R。ERNST）等首次成功實(shí)現(xiàn)拉二維核磁共振實(shí)驗(yàn)，從此核磁共振技術(shù)進(jìn)入拉一個(gè)新時(shí)代。19農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)方法介紹課件5/8/2024核磁共振的應(yīng)用在歐美等發(fā)達(dá)國家核磁共振技術(shù)被運(yùn)用于化工、石油、橡膠、建材、食品、冶金、地質(zhì)、國防、環(huán)保、紡織及其它工業(yè)部門，其用途日益廣泛。